注册资产评估师考试辅导：机电讲义第二章传动装置与电机（13版）

第二章传动装置与电机第一节机械传动在传动装置中以机械传动的应用最为广泛。作用：传递动力、改变运动速度和方向、改变运动形式。一、机械传动功率和机械效率（一）功和功率功：功的大小等于力和物体沿作用力方向移动距离的乘积（w）。功率：功率是指力在单位时间所作的功（P）。P＝W/t＝Fvcosα转矩：作用在旋转物体上的力矩（T=FR）。（二）机械效率二、机器上常用的传动机构及其传动关系（一）螺旋传动机构将回转运动变为直线运动。螺纹分类按牙形剖面形状三角形、矩形、梯形和锯齿形螺纹按螺旋线的方向右旋和左旋螺纹按螺旋线的数目单线、双线、三线和多线螺纹螺距和导程之间的关系是：s=kp（其中k是螺纹的线数）。速度：V＝ns距离：Ｌ＝nst螺旋传动的特点优点：①结构简单；②降速比大，可以实现微调和降速传动；③省力，如千斤顶；④在一定条件下实现逆行自锁，即能够将回转运动变为轴线方向的直线运动，而不能相反，即无论轴线方向的力多大，都不能产生回转，当然也不可能实现轴向运动；⑤工作连续、平稳，无噪声。缺点：摩擦大，效率低（如果有自锁要求，效率低于50%）。滚珠螺旋传动机构主要由丝杠、螺母、滚珠和反向器组成。内循环相比外循环，结构更为紧凑，返回通道短，减少滚珠数量，减少摩擦，提高效率，但是反向器加工复杂。滚珠螺旋传动的特点优点：机械效率高（0.90～0.95）；摩损小，能长时间保持精度，使用寿命长；启动转矩接近于运动转矩，传动灵敏、平稳；给予适当预紧，可以消除间隙，提高传动精度和轴向刚度。缺点：不能逆向自锁；制造工艺复杂，成本较高。（二）带传动机构三角带的截面为梯形；传动能力比平带强，在相同条件下，约为平带的3倍；工作面是两个侧面。传动比为：被动轮转速与主动轮转速之比，等于主动轮直径与被动轮直径之比，乘以滑动系数。如果考虑胶带和带轮之间的滑动，则传动比为：ε≈0.98称为滑动系数。优点：传动平稳，结构简单，维护方便，传递距离比较远，具有吸振和过载保护能力；缺点：外廓尺寸大，效率较低，传动带寿命较短，传动精度不高。（三）齿轮传动传动比等于主动轮齿数与从动轮齿数之比。齿轮传动的优点：（1）可靠，瞬时传动比恒定；（2）适用载荷和速度范围大；（3）使用效率高，寿命长，结构紧凑；（4）可传递在空间任意配置的两轴之间运动。齿轮传动的缺点：（1）振动和噪音较大，且不可无级调速；（2）传动轴之间的距离不能过大；（3）加工复杂，制造成本较高。轮系：一系列齿轮所组成的齿轮系统。轮系的作用：（1）可以得到很大的传动比（速度变化比较大）；（2）可以连接相距较远的两轴；（3）可以获得不同的传动比；（4）可以获得从动轴不同的旋转方向；（5）能够实现运动的合成和分解（如汽车的后桥差速器）。（四）链传动机构传动比等于主动轮齿数与从动轮齿数之比。（这和齿轮传动一致）链传动的优点（1）与带传动比较，传动功率大，能保证准确的平均传动比并且外廓尺寸比较小；（2）与齿轮传动比较，中心距较大；（3）可在低速、重载条件下工作；（4）效率较高，可以达到0.95～0.98，最大可以达到0.99。链传动的缺点（1）不能保证瞬时转速和瞬时传动比；（2）噪声较大，急速反向性能差，不能用于高速传动。（五）蜗杆传动机构传动比等于蜗杆线数（主动件）与蜗轮齿数（从动件）之比。蜗杆传动特点：1.降速效果好；2.传动平稳；3.可自锁（即蜗杆主动可以带动蜗轮，反之，蜗轮主动不能带动蜗杆）；4.效率低（一般为0.7～0.8，要求自锁时，效率小于0.5）。【总结】相关传动机构的比较表名称传动形式传动关系特点螺旋传动回转运动变为直线运动L＝nst结构简单、降速比大、省力、普通螺旋机构能自锁、平稳无噪音；滚动螺旋机构：效率高、磨损小、灵敏平稳、较高的精度和轴向刚度、不能自锁、制造复杂成本高。带传动不改变传动形式i＝n2/n1＝d1/d2优点：传动平稳，结构简单，维护方便，传递距离比较远，具有吸振和过载保护能力；缺点：外廓尺寸大，效率较低，传动带寿命较短，传动精度不高。齿轮传动i＝n2/n1＝z1/z2优点：可靠，瞬时传动比恒定；适用载荷和速度范围大；机械效率高，寿命长，结构紧凑；可传递在空间任意配置的两轴之间运动。缺点：振动和噪音较大，且不可无级调速；传动轴之间的距离不能过大；加工复杂，制造成本较高。链传动i＝n2/n1＝z1/z2优点：与带传动比较，传动功率大，能保证准确的平均传动比并且外廓尺寸比较小；与齿轮传动比较，中心距较大；可在低速、重载条件下工作；效率较高。缺点：不能保证瞬时转速和瞬时传动比；噪声较大，急速反向性能差，不能用于高速传动。蜗杆传动i＝n2/n1＝k/z降速效果好、传动平稳、可自锁、效率低。（六）平面连杆机构（七）凸轮机构将凸轮（主动件）的连续转动转化为从动件的往复移动或摆动（由凸轮、从动杆及机架组成）。按照凸轮的形状可以分为盘形（平板）凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮。（八）间歇运动机构主动件连续运转，从动件能够实现“动作—停止—动作”的运动。1.棘轮机构：2.槽轮机构：特点：槽轮结构简单，常用于自动机床的换刀装置及电影放映机的输片机构等。（九）传动链的传动比及效率掌握教材69~70页例题。三、传动系统图传动路线表达式：按照传动顺序把轴和齿轮等传动元件排成一个序列，并且注明齿轮齿数等参数。第二节液压传动一、液压传动的工作原理静压力密闭容积能量转换装置二、液压传动系统组成1.动力部分：机械能转换成油液压力能，推动整个液压系统工作，如液压泵；2.执行部分：把液体的压力能转换成机械能输出装置，如液压马达、液压缸等；3.控制部分：对系统中液体的压力、流量和流动方向进行控制或调节装置，如溢流阀等；4.辅助部分：保证液压系统正常工作所需的上述三种以外的装置，如油箱、过滤器等。三、液压传动的优缺点（一）优点1.在输出功率相同的条件下，体积小，重量轻、布局安装比较灵活；2.传递运动均匀平稳，吸振能力强；3.操作控制方便、省力，易于实现自动控制和过载保护；4.液压元件易于实现系列化、标准化、通用化，便于设计和推广。（二）缺点1.泄漏不可避免，因此不能实现严格的传动比；2.对温度敏感，在低温和高温的环境下，传动有一定的困难；3.液压元件精度要求高，使用和维修要求高。四、液压传动的基本参数流量单位时间内流过管道或液压缸某一截面的液体体积。流量的单位是立方米/秒（m3/s）和升/分（L/min）。功及功率在液压传动中，功率等于压力p与流量Q的乘积。五、液压泵功能：将电动机输入的机械能转变为液体的压力能。液压泵组成是否定量特点齿轮泵壳体、端盖和齿轮定量优点：结构简单、重量轻、成本低、工作可靠，维修方便。缺点：漏油较多，轴承载荷大，所以压力不高。叶片泵定子、转子、叶片、泵体和端盖单作用：变量双作用：定量优点：结构紧凑、体积小、重量轻、流量均匀、运转平稳、噪声低。缺点：结构比较复杂、吸油条件苛刻、转速有一定的限制、对油液污染比较敏感。双作用受力情况好，应用广。径向柱塞泵定子、转子、配油轴、衬套、柱塞变量优点：压力高、结构紧凑、效率高、流量能调节缺点：结构比较复杂【要求】掌握表格内容及工作原理即可。六、液压马达与液压缸功能：将液体压力能转变为机械能（执行元件）。【注意】液压马达和液压泵都是依靠工作腔密封容积的变化来工作的，他们的原理是相同的，但是结构上存在差别，所以不能通用。（一）双杆活塞缸（二）单杆活塞缸（三）柱塞液压缸只能单向运动，回程需要借助于外力，如重力、弹簧力，或成对使用。柱塞缸主要是避免了活塞缸缸孔难于加工的问题，这是它的一大优点。七、液压控制阀方向控制阀控制和改变液压系统中液流的方向单向阀、液控单向阀、换向阀等压力控制阀控制或调节液压系统的液流压力溢流阀、减压阀、顺序阀等流量控制阀控制或调整液流的流量节流阀、调速阀等【注意】调速阀是流量控制阀，而不是流速控制阀。（一）方向控制阀液控单向阀：2.换向阀：位：阀芯在阀体孔中可能的位置数目；滑阀符号中方格的个数。通：与阀体连通的主油路数；每一方格上，和外界油路连通的“孔”数，即通路数。（二）压力控制阀：根据液体压力与弹簧力平衡的原理来控制和调节液体的压力。常见的压力控制阀有：溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。（三）流量控制阀：依靠改变工作开口的大小来调节通过阀口的流量，以改变工作器件运动速度。节流口的形状和大小对流量阀的工作性能有很大的影响。（四）液压操纵箱将许多不同类型的阀类元件合并在一个阀体内，以满足液压系统的性能要求。八、液压辅件（一）蓄能器：做辅助动力源、保压和补充泄漏、吸收冲击和油泵的压力脉动。分为充气式、重力式和弹簧式蓄能器。（二）过滤器：滤去油液中的杂质，维护油液的清洁，防止油污染。分为表面型、深度型、磁性。（三）油箱：储存油液、散热、分离气体和沉淀污物。九、液压基本回路（一）速度控制回路要求：1.能在规定的调速范围内调节执行元件的工作速度；2.在负荷变化时，速度变化尽可能小，并应在允许的范围内变化，即系统具有足够的刚性；3.具有驱动执行元件所需要的力或转矩；4.功率损失小、效率高，发热小。（二）压力控制回路：利用压力控制阀来控制整个液压系统或局部油路的压力，达到调压、卸载、减压、增压、平衡、保压的目的。常用的有增压和卸荷回路。（三）方向控制回路：通过控制执行元件液流的通断或变向，实现液压系统执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路。常用的有：换向回路、锁紧回路、制动回路。第三节交流电动机及其电力拖动运行一、三相异步电动机的基本结构（一）定子产生旋转磁场。由定子铁芯、定子绕组和机座等组成。（二）转子旋转磁场作用下获得转动力矩，由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成。按照构造的不同，转子分为鼠笼式和绕线式两种。二、三相异步电动机的工作原理基本原理：通入定子绕组的三相电流共同产生的合成磁场随着电流的交变而在空间不断地旋转，称为旋转磁场。旋转磁场切割转子铁芯槽中的导体，在闭合的导体中产生电流，转子导体电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩而使转子旋转。旋转磁场转：电动机转速与旋转磁场的差异是保证电动机旋转的必要条件。电机转速当电动机通电而转子未转动时（如在起动最初瞬间或电动机严重过载而堵转时），n＝0，则S＝1；当转子空载运行时，其转速非常接近旋转磁场转速，则S≈0。因此，异步电动机的转差率在0～1范围内变化，即0＜S＜1。通常在额定负载下的转差率约为0.01～0.06。三、三相异步电动机铭牌及主要系列（一）型号三相异步电动机型号主要说明电动机的机型、规格。掌握160L-4和JO2-62-4每个字母和数字代表的含义。（二）额定值异步电动机的额定数据主要有：1.额定功率PN。在额定运行情况下，电动机轴上输出的机械功率称为额定功率，单位为kW（千瓦）。2.额定电压UN。在额定运行情况下，外加于定子绕组上的线电压称为额定电压，单位为V（伏）或kV（千伏）。3.额定电流IN。电动机在额定电压下，轴端有额定功率输出时，定子绕组线电流，单位为A（安）。4.额定频率fN。我国规定标准工业用电的频率为50Hz。5.额定转速nN。指电动机在额定运行时电动机的转速，单位为r/min（转/分）。（四）绝缘等级和温升允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。例如B级绝缘的电动机温升为80℃（环境温度以40℃为标准）。（五）工作方式表示电动机的运行方式，可分为连续、短时、断续三种。第四节直流电动机及其电力拖动运行一、直流电动机工作原理定子的作用是在励磁绕组中通入直流电流励磁而产生磁场；转子的作用是通电后产生电磁转矩。二、直流电动机的构造直流电动机主要由静止的定子和旋转的转子组成。定子由主磁极、换向极、电刷装置和机座等组成。转子由转子铁芯、转子绕组、换向器、轴和风扇等组成。三、直流电动机的励磁方式励磁方式说明直流他励电动机励磁绕组与转子绕组没有电的联系，励磁电流是由另外的直流电源（如蓄电池组）供给的。直流并励电动机励磁绕组与转子绕组并联。并励绕组两端电压就是转子绕组两端电压，其值较高，但励磁绕组用细导线制成，其匝数绕得很多，因此具有较大的电阻，使通过它的励磁电流较小。直流串励电动机在这